芒果苷是一种高效的抗氧化剂，且具有络合、吸附及还原重金属的功能，这些性质使其缓解重金属离子的毒害作用成为可能。铅是常见的环境污染物，可通过多种途径进入体内，造成机体多种器官系统的损害，中枢神经系统是毒性作用的主要靶器官之一，儿童对铅毒性尤为敏感，较低水平的铅暴露即可造成中枢神经系统功能障碍。已有研究表明，活性氧介导的氧化损伤参与铅中毒的病理学过程。近年发现的红系衍生核因子2相关因子和抗氧化反应元件（Nrf2-ARE）通路具有神经保护作用。本研究以铅引起神经组织氧化应激为切入点，利用整体动物实验模型，应用生物化学与分子细胞生物学技术和方法来研究：①芒果苷对断乳期铅暴露大鼠的空间学习记忆能力以及大脑皮层、海马组织结构的影响；对铅暴露大鼠体内铅负荷的影响；②芒果苷是否通过诱导Nrf2-ARE通路下游的相关酶参与改善铅暴露大鼠的氧化损伤；③Nrf2-ARE通路是否在芒果苷拮抗铅致大鼠脑损害中发挥作用。主要研究结果如下：第一部分芒果苷对铅暴露大鼠神经系统结构、功能及体内铅负荷的影响目的：研究芒果苷对铅暴露大鼠神经系统结构、功能及体内铅负荷的影响。方法：将96只Wistar大鼠随机分为阴性对照组(空白对照组)和铅暴露组(以500ppm醋酸铅溶液作为大鼠饮用水)，染毒8周后，将铅暴露后的大鼠再随机分为5个组，以50、100和200mg/kg剂量的芒果苷（药物组）和二巯基丁二酸（DMSA）组分别给其中四组大鼠灌胃，剩余一组(铅暴露模型组)给予等体积蒸馏水。给予芒果苷4周后，用Morris水迷宫进行空间学习记忆能力检测。Morris水迷宫实验结束后，脱颈椎处死动物，采用电感耦合等离子体质谱法(Inductively coupled plasma massspectrometry,ICP-MS)进行铅含量测定。HE染色，光镜下观察大脑皮层病理改变，TEM透射电镜观察海马CA1区超微结构。结果：Morris水迷宫实验中，铅暴露模型组与空白模型组相比，各统计指标没有统计学差异。芒果苷治疗组(200mg/kg)与铅暴露模型组比，第三象限的停留时间较长，跨平台次数较多，均有显著性差异(p <0.05)。铅暴露对断乳期大鼠体重影响不明显，但可引起海马组织内各种细胞超微病理结构的变化，包括空泡化、线粒体肿胀、核浓缩和凋亡等，芒果苷治疗组(100，200mg/kg)上述病理改变有很大改观。大鼠断乳期铅暴露，可使大鼠血液及各脏器中铅含量增加，芒果苷能使铅负荷降低。其在骨和脑中的效果与DMSA组相比没有显著性差异。结论：铅对本实验中断乳期大鼠空间学习记忆能力没有明显影响，这可能和大鼠的神经代偿有关；和空白组相比，芒果苷治疗组(200mg/kg)能显著提高大鼠的空间学习记忆能力；芒果苷能改善断乳期铅暴露大鼠的病理损害，对铅暴露大鼠有保护作用；芒果苷能降低血液及骨、脑、肝和肾铅，这可能和它的螯合特性有关；芒果苷能降低脑铅，可能与它的分子量较小、较易穿透血脑屏障有关。第二部分对血液和脑组织的氧化损伤的保护作用目的：研究芒果苷是否干预Nrf2-ARE通路所调控的抗氧化酶、II相解毒酶、谷胱甘肽及相关的调节酶。方法：应该商用试剂盒检测H2O2、MDA含量以及Nrf2下游的抗氧化酶（SOD，CAT）活力、II相代谢酶(GST，NQO1，HO-1)活力、谷胱甘肽（GSH）调节酶类(γ-GCS，GR，GPx)以及GSH和GSSG的含量。结果：铅可以显著提高脂质过氧化物水平，降低抗氧化物酶活力。不同浓度的芒果苷治疗组可以显著降低脂质过氧化物水平，提高抗氧化物酶活力，其中200mg/kg芒果苷的作用最为明显。铅可以显著抑制HO-1、NQO1酶，同时也抑制了GSH相关调节酶，GSH耗竭，GSH/GSSG比例下降。芒果苷治疗组可以提高II相代谢酶以及谷胱甘肽调节酶类，提高GSH含量和GSH/GSSG比例，其中200mg/kg芒果苷的作用最为明显。结论：芒果苷治疗各组可以提高机体氧化还原能力，提高大脑组织及血中Nrf2下游的II相代谢酶以及GSH调节酶类活力，抑制由铅诱导的氧化压力，从而拮抗铅诱导的损伤。以上研究结果提示Nrf2-ARE通路可能参与了芒果苷的氧化应激防御机制。第三部分Nrf2-ARE信号通路在芒果苷拮抗铅致大鼠脑损害中的作用目的：研究Nrf2-ARE通路是否在芒果苷拮抗铅致大鼠脑损害中发挥作用。方法：实时荧光定量PCR (Real-time quantitative Polymerase Chain Reaction，RT-qPCR)、Western Blot，免疫组织化学检测Nrf2、GCLM、GCLC以及HO-1mRNA和蛋白表达；Western-blot检测Nrf2总蛋白和Nrf2核蛋白表达。结果：RT-qPCR表明Nrf2mRNA水平在铅暴露大鼠有较弱的提高，在芒果苷治疗各组也呈较弱的提高。γ-GCS和HO-1在铅暴露大鼠中被抑制，在芒果苷治疗各组中有显著的提高，且呈剂量关系。免疫组化检测显示Nrf2在空白组未阳性神经细胞，在铅暴露大鼠中阳性神经细胞少量表达，在芒果苷治疗各组中表达大幅增加；γ-GCS阳性细胞在铅暴露大鼠中较空白组少，在芒果苷治疗各组中表达大幅增加。结论：Nrf2可被铅激活，芒果苷可以进一步激活它，其调控并非发生于基因转录水平，而可能发生在转录后的Nrf2入核和出核转运水平。Nrf2可能是芒果苷干预铅暴露大鼠抗氧化基因表达的关键转录调控因子。给予芒果苷后Nrf2的激活上调了其下游的γ-GCS、HO-1水平，提示Nrf2-ARE通路可能参与了芒果苷的氧化应激防御机制。综上所述，我们可以得出如下结论：芒果苷能减轻铅暴露大鼠的氧化损伤，对铅暴露大鼠有神经保护作用；这种神经保护作用可能是通过激活Nrf2-ARE通路诱导下游抗氧化/解毒酶等基因的表达从而抑制氧化损伤来实现的；以Nrf2-ARE通路的药物治疗对铅中毒大鼠的防治具有良好的应用前景。Nrf2/ARE信号通路示意图及芒果苷的可能作用机制见图1。本研究的创新之处：将强抗氧化剂芒果苷应用于重金属铅的研究中；从Nrf2通路解释芒果苷对神经系统的保护作用。